一种带自定心卡盘的单柱高速数控立式车床制造技术

本发明专利技术涉及一种单柱高速数控立式车床，主要解决目前普通立式车床和高速立式车床在主轴高速运转时易发生振动，低速运转时输出力矩不足以及装夹工件不方便的缺陷。其特征是主电动机（17）安装在多档变速箱（18）上，通过皮带传动驱动安装在底座（1）上的主轴（14）。通过电气系统对主电动机（17）的控制来实现卡盘转动速度的无级变速，通过液压系统（20）控制多档变速箱（18）换挡来保证足够的输出力矩。主轴（14）下部安装液压油缸（16），液压油缸（16）活塞分内活塞（4）和外活塞（3），内活塞（4）托起工件后外活塞（3）带动卡盘（2）夹紧工件，通过数控程序对液压系统（20）的控制从而实现工件的自动定心夹紧以及夹紧装置的夹紧力大小的转换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属切削机床领域，尤其涉及一种加工回转类工件的带自定心卡盘的单柱高速数控立式车削设备。
技术介绍
目前，普通立式车床的主轴转速较低，加工小型回转类工件时效率低，并且无法达到所需要的表面粗糙度等精度要求，普通立式车床运行到高速时会由于本身结构原因产生振动，无法保证加工的精度。现有的高速立式车床由电动机通过皮带轮或其他方式直连到立式车床的主轴，主轴上安装卡盘，由主轴带动卡盘旋转。当卡盘处于长时间高速旋转时主轴容易发热，从而导致加工精度降低；而当卡盘低速旋转时，由于输出力矩不足，机床无法进行正常的切削加工。立式车床用于加工回转类工件时，粗加工时卡盘夹紧工件需要较大的夹紧力；当精加工时，为了防止工件变形，需要适当的降低卡盘的夹紧力，因此当粗加工完毕后需要手动调整卡盘的夹紧力，然后进行对工件的精加工。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种带自定心卡盘的单柱高速数控立式车床，该立式车床的主轴在低速运转时能保证输出力矩，主轴在高速运转时能保持加工的稳定，该车床还能够实现对工件夹紧时工件的自动定心，并能够通过数控程序对卡盘的夹紧力大小进行调整。为实现上述目的，该设备主要由底座、卡盘、内活塞、外活塞、刀杆、电动刀塔、本体、横梁、立柱、纵向电动机、横向电动机、平衡装置、操作台、主轴、从动轮、油缸、主电动机、多档变速箱、主动轮、液压系统等组成。底座上安装立柱，立柱上横梁、本体等部件，通过纵向电动机、横向电动机带动本体及电动刀塔做纵向、横向运动，从而实现电动刀塔的纵向、横向进给。主电动机安装在多档变速箱上，多档变速箱输出端安装皮带轮。通过皮带传动来驱动安装在底座上的主轴，通过电气系统对主电动机的控制来实现对卡盘转动速度的无级调速，通过液压系统控制多档变速箱换挡来保证足够的输出力矩。主轴下部安装液压油缸，液压油缸活塞分内活塞和外活塞。装夹工件时，内活塞先托起工件，然后由外活塞带动卡盘夹紧工件，通过数控程序对液压系统的控制来实现工件的自动定心夹紧以及夹紧装置的夹紧力大小的转换。本专利技术的有益效果是，优化过的各部件结构保证机床有足够的刚性，确保机床在主轴高速旋转的时候稳定且无振动；通过主轴电动机带动多档变速箱，能够对机床的主轴进行无级调速，在机床的主轴低速旋转的时候有足够的输出力矩，从而确保机床适应各种加工情况的需求。整合的高速主轴在降低底座加工难度的同时提高了机床的精度与稳定性。主轴底部安装油缸，油缸的活塞带动卡盘对工件进行装夹，免去了手工校正、调平工件等工作。由数控程序控制的液压系统可根据不同的加工状况提供所需的带压力的液压油，从而使液压卡盘获得不同大小的夹紧力，使工件只需要装夹一次就能完成粗加工和精加工。电动刀塔可以安装多种刀架，可以根据零件的加工需求设计制造各种刀架，机床扩展性强。附图说明：图1、图2、图3为本专利技术的结构示意图，图中：1.底座、2.卡盘、3.外活塞、4.内活塞、5.刀杆、6.电动刀塔、7. 本体、8.横梁、9.立柱、10.纵向电动机、11.横向电动机、12.平衡装置、13.操作台、14.主轴、15.从动轮、16.油缸、17.主电动机、18. 多档变速箱、19.主动轮、20.液压系统。具体实施方法：优化设计底座1的结构，立柱9通过螺钉安装在底座1上，电气部件放置在立柱9内部，在机床外设立独立的操作台13对机床进行控制操作。立柱9顶部安装纵向电动机10，纵向电动机10通过滚珠丝杆螺母等带动横梁8沿着立柱9的导轨在立柱9上做纵向移动。本体7安装在横梁8上，横梁8的右端安装横向电动机11，横向电动机11通过滚珠丝杆螺母带动本体7沿着横梁8的导轨在横梁8上做横向移动。本体7上安装电动刀塔6，电动刀塔6上安装刀杆5。立柱9内部安装平衡装置12，用于对横梁8、本体7及电动刀塔6的重量进行平衡。底座1上安装主电动机17，通过一个多档变速箱18，可将主电动机17输出转速转换为高速与低速两种转速，以确保各种切削的要求。多档变速箱18的输出端安装主动轮19，通过从动轮15传动到主轴14，主轴14是整合的高速主轴，采用油冷却来防止主轴14因长时间高速运转而产生的温升。卡盘2是连接在主轴14上部的液压卡盘。主轴14的下部连接油缸16。油缸16带有内活塞4和外活塞3，内活塞4用于将工件托起到指定的位置，外活塞3用于控制卡盘2的夹紧与松开。机床工作时，通过数控程序控制液压系统20，使油缸16的内活塞4升起，将工件托起到指定位置，然后由外活塞3带动卡盘2将工件夹紧。工件夹紧后内活塞4退回到原来位置，留出了加工的空间。通过数控程序可将粗加工时液压系统20的输出设置为较高压力的液压油，从而使卡盘2获得较大的夹紧力。粗加工完毕后，程序先控制液压系统20对油路输出较低压力的液压油，使卡盘2的夹紧力减少，然后进行精加工，从而防止工件精加工时因夹紧力过大而引起的变形。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带自定心卡盘的单柱高速数控立式车床，其特征是底座（1）上安装立柱（9），立柱（9）上横梁（8）、本体（7）等部件，通过纵向电动机（10）、横向电动机（11）带动本体（7）及电动刀塔（6）做纵向、横向运动，从而实现电动刀塔（6）的纵向、横向进给。

【技术特征摘要】
1.一种带自定心卡盘的单柱高速数控立式车床，其特征是底座（1）上安装立柱（9），立柱（9）上横梁（8）、本体（7）等部件，通过纵向电动机（10）、横向电动机（11）带动本体（7）及电动刀塔（6）做纵向、横向运动，从而实现电动刀塔（6）的纵向、横向进给。2.根据权利要求1所述的带自定心卡盘的单柱高速数控立式车床，其特征是通过数控系统对主电动机（17）的控制来实现对卡盘（2）转动速度的无级调速。3.根据权利要求1所述的带自定心卡盘的单柱高速数控立式车床，其特征是主电动机（17）安装在多档变速箱（18）上。4.根据权利要求1所述的带自定心卡盘的单柱高速数控立式车床，其特征是由电气系统控制液压系统（20）。5.根据权利要求1所述的带自定心卡盘的单柱高速数控立式车床，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洁，易伟，
申请(专利权)人：杨洁，易伟，
类型：发明
国别省市：云南;53